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人教版(2024)九年级上册 第二单元 空气和氧气课题3 制取氧气 寒假巩固
【题型1】分解反应及其判定
【典型例题】下列反应属于分解反应的是( )
A.碳+氧气二氧化碳
B.酒精+氧气二氧化碳+水
C.碳酸→二氧化碳+水
D.氧化钙+水→氢氧化钙
【巩固训练1】下列反应中属于分解反应的是( )
A.氧化钙+水氢氧化钙
B.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
C.氢氧化钠+盐酸氯化钠+水
D.铁+硫酸铜硫酸亚铁+铜
【巩固训练2】下列化学反应属于分解反应的是( )
A.碳酸→水+二氧化碳
B.二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水
C.镁+氧气氧化镁
D.氧化钙+水→氢氧化钙
【巩固训练3】下列反应中属于分解反应的是( )
A.氧化钙+水→氢氧化钙
B.碳酸钙→氧化钙+二氧化碳
C.氢氧化钠+盐酸→氯化钠+水
D.铁+硫酸铜→硫酸亚铁+铜
【巩固训练4】下列反应中属于分解反应的是( )
A.氧化钙+水氢氧化钙
B.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
C.氢氧化钠+盐酸氯化钠+水
D.铁+硫酸铜硫酸亚铁+铜
【题型2】氧气的工业制法
【典型例题】下列有关空气各成分的说法正确的是( )
A.若大量有害物质进入空气中,仅靠大自然的自净能力,大气还能保持洁净
B.工业上从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化
C.空气质量指数报告中所列的空气质量指数级别越大,空气质量越好
D.二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应,属于空气污染物
【巩固训练1】空气是生命赖以存在的物质基础和重要资源,下列有关空气的说法不正确的是( )
A.工业上利用氧气和氮气的沸点不同,从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化
B.空气质量指数报告中所列的空气质量指数级别越大,空气质量越差
C.空气的成分按质量计算,氮气约占78%,氧气约占21%
D.焊接金属时常用氮气作保护气
【巩固训练2】空气中各组分的沸点如下表所示,回答下列问题:
(1)工业上通过加压、降温的方法将净化后的空气变成液态,然后利用液氮和液氧的 不同,控制温度,使 先蒸发出来,剩下的主要是 。
(2)工业制氧气是物理变化还是化学变化? 。
(3)工业上制得的氧气是纯净物还是混合物? 。
(4)工业上不使用过氧化氢或高锰酸钾分解制取氧气的原因是 。
【巩固训练3】请回答下列问题。
工业制取氧气
(1)原理:利用液态氧和液态氮的 不同进行分离。
(2)过程:在低温条件下加压,使空气转化为 态,然后升温, 首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是 。
【巩固训练4】空气是一种宝贵的资源,人类探究空气的组成经历了漫长的历程。
(1)1772年,瑞典化学家舍勒提出空气由两种物质组成,并将不助燃的空气称为“浊空气”,助燃的空气称为“火空气”,其中“浊空气”的主要成分是____________________,其可充入食品包装中防腐的原因是____________________。
(2)1892年,英国物理学家瑞利在制备氧气时发现了稀有气体。下列稀有气体的用途正确的是__________(填序号,下同),其中利用了物质的物理性质的是__________。
a.液氦用于制造低温环境
b.氖用作霓虹灯填充气
c.氩用作焊接保护气
d.氙用作高能燃料
(3)工业上利用空气制取氧气的流程如图所示:
①分离空气得到氮气和氧气的过程,是利用了他们的__________不同,发生的是__________(填“物理”或“化学”)变化。
②工业制氧气需要考虑的因素有原料是否易得、____________________(写一条)。
(4)空气的质量对人类生存起重要作用,请写出一种保护空气的做法____________________(写一条)。
【巩固训练5】如图是工业上利用分离液态空气的方法得到氧气的流程示意图:
(已知:氧气沸点为﹣183 ℃,氮气沸点为﹣196 ℃)。
请回答:
(1)工业上采用以空气为原料制氧气,主要原因有____________________。
(2)“操作2”发生的变化是__________变化(填“物理”或“化学”),得到的气体A是__________。
(3)液体B是__________(填“纯净物”或“混合物”)。
【题型3】实验室制取氧气的反应原理
【典型例题】实验室常用加热一定质量的高锰酸钾固体制取氧气。下列图像中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【巩固训练1】已知二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂。现向一定量的过氧化氢溶液(混合物,含有过氧化氢和水)中加入适量的二氧化锰粉末,直至过氧化氢全部分解(忽略水的挥发),下列图像不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【巩固训练2】取一定质量高锰酸钾制取氧气,充分加热,高锰酸钾完全分解,下图能正确反应高锰酸钾和氧气质量变化的是( )
A.
B.
C.
D.
【巩固训练3】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液,再依次进行实验:①插入带有火星的木条;②加入少量二氧化锰;③插入带有火星的木条。
(1)当出现带有火星的木条 的现象时,说明试管中有大量氧气产生。
(2)实验③中产生氧气的文字表达式为 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
【巩固训练4】实验室部分仪器或装置如图所示,请回答下列问题。
(1)写出仪器的名称: ① ; ② 。
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,应选用 (填序号)装置作反应容器,制取氧气的文字表达式为 ,可选用 (填序号)装置收集氧气。检验氧气是否收集满的方法是 。小亮用收集到的氧气做铁丝燃烧实验时,瓶底留少量水的原因是 ,该反应的文字表达式为 。
(3)利用A装置加热高锰酸钾制取氧气时,试管口应 ,原因是 。
(4)氨气(NH3)是一种无色有刺激性气味的气体,密度比空气小且极易溶于水。实验室采用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法获得氨气,应选用上述装置 (填序号)来制取并收集该气体。
【巩固训练5】如图是实验室制取气体可能用到的仪器。请回答下列问题。
(1)图中仪器G的名称是 ,它的用途是 。
(2)利用图中仪器 (填仪器下对应字母,从A~G中选择)组合,可制取并收集氧气,所发生反应的文字表达式为 。
(3)若用H装置收集(2)中制得的气体,则气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
(4)实验室制取某些气体时常用到催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是 (填序号)。
A.使用催化剂能使生成物的质量增加
B.催化剂只能加快化学反应速率
C.化学反应前后催化剂的质量和化学性质都没有发生变化
【题型4】氧气的制取装置
【典型例题】某兴趣小组设计出的简易供氧器如图,下列说法错误的是( )
A.反应仓的药品可以是过氧化氢溶液和二氧化锰
B.加湿仓的目的是湿化氧气,减少对鼻腔的刺激
C.通过观察加湿仓排出气泡的量确定是否需要添加药品
D.该装置具有的优点是即用即反应、随停即可停
【巩固训练1】实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中,不需要使用的一组仪器是( )
A.烧杯、玻璃棒
B.试管、集气瓶
C.酒精灯、铁架台
D.导管、单孔橡胶塞
【巩固训练2】如图是实验室制取气体可能用到的仪器。请回答下列问题。
(1)图中仪器G 的名称是 ,它的用途是 。
(2)利用图中仪器 (填仪器下对应序号,从A~G中选择)组合,可制取并收集氧气,所发生反应的文字表达式为 。
(3)若用仪器收集(2)中制得的气体,则气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
(4)实验室制取某些气体时常用到催化剂。下列有关催化剂的说法中,正确的是 (填序号)。
①使用催化剂能使生成物的质量增加
②催化剂只能加快化学反应速率
③化学反应前后催化剂的质量和化学性质都没有发生变化
【巩固训练3】实验室制取气体常用的仪器如图所示,请回答下列问题。
(1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,组装发生装置可选用的仪器是 (填字母)。
(2)若选用仪器a、f、i组合发生装置制取氧气,且仪器a中所装入的药品是纯净物,则该药品名称是 ,该发生装置中还缺少的实验仪器是 ,制取氧气的文字表达式为 。
(3)组装氧气的收集装置,可选用的仪器是 (填字母);若用排水法收集的氧气不纯,原因可能是 (写出一点即可)。
【巩固训练4】实验室制取氧气的方法有三种:加热高锰酸钾、在二氧化锰作催化剂的条件下分解过氧化氢、在加热和二氧化锰作催化剂的条件下分解氯酸钾。
(1)用高锰酸钾制氧气的化学方程式为 ,使用该方法制取并收集一瓶较纯净的氧气可选用图1中的装置是 。
(2)图2是扎西同学制作的简易供氧器,在供氧使用时,左瓶中可放置的试剂是 (填字母)。
A.高锰酸钾 B.大理石和稀盐酸
C.过氧化氢溶液和二氧化锰
(3)简易供氧器的右瓶中需加入适量的水,水的作用是 (填一条即可)。
【题型5】氧气的收集、检验和验满
【典型例题】实验室用高锰酸钾制取氧气并验证其性质时有如图所示的操作,其中错误的是( )
A.制取并收集
B.加固体试剂
C.验证氧气
D.铁丝在氧气中燃烧
【巩固训练1】“证据推理”是化学学科核心素养的组成要素之一。如图,将带火星的木条放到集气瓶口,木条复燃。根据上述证据进行推理,不能得到的结论是 ( )
A.该气体是氧气
B.氧气密度大于空气
C.氧气不易溶于水
D.氧气收集满了
下列关于氧气制取、收集、验满的方法中,正确的是 ( )
A.答案A
B.答案B
C.答案C
D.答案D
【巩固训练3】要证明集气瓶内盛的是空气还是氧气,最简单的方法是 ( )
A.测量密度,密度大的是氧气
B.能使细铁丝燃烧的是氧气
C.能使硫燃烧,发出蓝紫色火焰的是氧气
D.能使带火星的木条复燃的是氧气
【巩固训练4】根据下列装置图,回答有关问题。
(1)写出仪器名称:① ;② ;
(2)实验室采用高锰酸钾制取氧气时,应选择的发生装置是 (填序号,下同),完成该实验还需补充的物品是 ,该物品在此实验中的作用是 ,写出用高锰酸钾制取氧气的文字表达式 。
(3)实验室采用过氧化氢溶液制取氧气时,应选择的发生装置是 ,锥形瓶中应先放入的药品是 ,它与采用装置A制取氧气时比较,主要优点是 (任答一条)。
(4)收集氧气可以选择装置 ,你选择它的理由是 。若用排水法收集氧气时,当观察到气泡 时才开始收集,否则收集的氧气不纯。某同学收集完毕,先停止加热后,才将导管移出水面,你预测这种操作可能会引起的后果是 。
(5)如果选用C收集氧气,验满的方法是 。
(6)实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体的方法制取甲烷气体,已知甲烷难溶于水,比空气的密度小。则制备甲烷气体需要发生装置是 (填序号,下同),要想收集更纯净的甲烷气体,最好选用的收集装置是 。
【巩固训练5】根据如图装置图,回答有关问题。
(1)写出装置图中标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置是 (填字号)
(3)若收集一瓶氧气,供硫在氧气中燃烧实验使用,则选择的气体收集装置是 (填字号),理由是 ,若用该方法收集的氧气不纯,可能的原因是 (写一条即可)。
(4)用F装置收集氧气,应从导管 (填“a”或“b”)处通入,若用该方法收集氧气,则验满的操作和现象是 。
(5)请设计实验检验G图装置的气密性,并完成下表。
【题型6】制取氧气的操作步骤和注意事项
【典型例题】实验室用加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤如下,正确的顺序是( )
①点燃酒精灯给试管加热
②将药品装入试管
③用排水法收集氧气
④检查装置的气密性
⑤熄灭酒精灯,停止加热
⑥将导管从水槽中取出
⑦用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管,将试管固定在铁架台上
A.②⑦④①③⑤⑥
B.①②⑦①③⑤⑥
C.④②⑦①③⑥⑤
D.①②⑦①③⑥⑤
【巩固训练1】实验室制取氧气结束后,实验人员发现试管炸裂了,下列解释不合理的是 ( )
A.实验结束时,先撤去酒精灯,忘记将导管移出水面
B.加热时间较长
C.加热时试管外壁的水未擦干
D.试管没有冷却就用水冲洗
【巩固训练2】实验室制取气体的部分装置如图所示,请回答下列问题。
(1)装置B中仪器a的名称是 。
(2)实验室用装置A制备氧气,其反应的文字表达式为 。
(3)若用装置F收集氧气,检验瓶中氧气已收集满的方法是将带火星的木条放在导管 (填“b”或“c”,下同)口处,观察木条是否复燃;需要瓶中氧气时,可用水将装置中的氧气排出,水应从导管 口通入。
(4)通常状况下,硫化氢(H₂S)是一种密度比空气大且能溶于水的气体,实验室常用块状硫化亚铁(FeS)和稀硫酸在常温下反应制备硫化氢气体,则制取硫化氢气体可选用的装置组合是 (填序号,从A~E 中选择)。
【巩固训练3】化学是一门以实验为基础的科学,请结合下列装置图回答问题。
(1)写出标号仪器的名称:a: ,b: 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,应选择的发生装置是 (填字母),反应的文字表达式是 ,该反应属于基本反应类型中的 反应,若用C装置收集氧气时,验满的方法是 。
(3)选用E装置收集气体时,下列实验操作正确的是 (填序号)。
①反应前,将集气瓶装满水,用玻璃片盖住瓶口,倒立在盛水的水槽中
②导管口开始有气泡冒出时,立即将导管口移入集气瓶
③收集满气体后,在水面下将集气瓶盖上玻璃片,再移出水槽
(4)实验室中一般用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气,制取氢气应选择的发生装置是 (填字母)。
(5)适合用 D装置收集的气体必须具备的性质是 。
【巩固训练4】根据如图所示实验装置图回答问题:
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气时,制取装置应选用 (填编号);其反应的符号表达式是 。在A装置中试管口稍向下倾斜的目的是 。
(2)分解过氧化氢制取氧气,B装置相对于C装置的优点是 。
(3)若用甲装置采用排水法收集O2,请简述操作步骤 ;
(4)用F装置收集的氧气不纯,其原因可能是(请写两种原因)。① ;② 。
【巩固训练5】如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)仪器X的名称为 。
(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气,收集一瓶较纯净的氧气可选择的收集装置是 (填字母编号),选择该收集方法利用了氧气的物理性质是 。
其操作步骤如下:①加热;②检查装置气密性;③装入高锰酸钾,并在试管口放一团棉花;④用排水法收集氧气;⑤从水槽中撤出导管;⑥熄灭酒精灯。
正确的操作顺序是 (选填下面字母序号)
a.③②①④⑥⑤ b.③②①④⑤⑥ c.②③①④⑤⑥ d.②③①④⑥⑤
(3)实验室用过氧化氢溶液制氧气,若直接用30%的过氧化氢溶液,反应速率太快。为获得平稳的气流,图中能达到最佳效果的反应装置是 (填字母编号),反应的符号表达式为 。
【题型7】催化剂与催化作用
【典型例题】绿色植物通过光合作用能够合成淀粉,我国科研工作者在人工合成淀粉方面取得突破性进展,最关键步骤是二氧化碳和氢气在催化剂的作用下转化为甲醇和水。下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.催化剂只能加快反应速率
B.酿造工业和制药工业中用到的酶也属于催化剂
C.化学反应前后,催化剂的质量和性质都不变
D.用过氧化氢溶液制氧气时,加入催化剂可以使生成氧气的质量增加
【巩固训练1】下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.二氧化锰是所有反应的催化剂
B.催化剂不仅能改变化学反应速率,还能增加生成物的质量
C.催化剂在化学反应前后的质量和性质不变
D.同一个反应可能有多种催化剂
【巩固训练2】据统计,约有90%以上的工业过程中使用催化剂,如化工、石化、生化、环保等。下列关于催化剂的说法正确的是( )
A.生成物的质量与催化剂无关
B.催化剂只能加快化学反应速率
C.在化学反应前后其质量和性质不变
D.没有催化剂过氧化氢溶液不能分解生成氧气
【巩固训练3】在分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用的实验中,发现只有过氧化氢在消耗,这说明了二氧化锰在这个反应中,其___________和___________没有改变,因此它不是反应物。
【巩固训练4】化学探究小组的同学想知道氧化铁(Fe2O3)能否作过氧化氢分解的催化剂,如果能,其催化效果与二氧化锰相比如何。于是进行下列实验。
(1)实验步骤②③证明氧化铁的 和 在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂。
(2)写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式: 。
(3)实验步骤④的目的是 。
(4)查阅资料得知,氧化铜、硫酸铜溶液、猪肝、马铃薯等也可以作过氧化氢分解的催化剂,下列有关催化剂的说法正确的是 (填字母)。
A.同一个化学反应可以有多种催化剂
B.二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂
C.催化剂能使生成物的质量增加
D.作催化剂的物质不能是其他反应的反应物或生成物
【巩固训练5】某小组以“探究催化剂的奥秘”为主题展开了项目式学习。淀粉是否能使过氧化氢溶液的分解速率加快,同学们进行了如下探究实验,请你一同参与。
[提出问题]淀粉能否作为过氧化氢分解的催化剂?
[做出猜想]淀粉能作为过氧化氢分解的催化剂。
[实验验证]
(1)完成下列探究:
[实验拓展]他们又设计了如图所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果,实验均以生成气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据见下表:
(2)上述实验中“待测数据”是 ;若 ,则可得出的结论是 。
【题型8】加热高锰酸钾制氧气
【典型例题】下列装置是实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作,其中操作错误且会造成器材受损的是( )
A.制备
B.收集
C.装试剂
D.验满
【巩固训练1】实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气,有关操作如下,正确的一项是( )
A.铁夹应夹在试管底部
B.加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动
C.实验结束时应先熄灭酒精灯
D.实验结束后集气瓶应盖好玻璃片倒放在桌面上
【巩固训练2】下图是实验室制取气体的常见装置,请回答问题:
(1)仪器①的名称是__________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,选择的发生装置是_______(填字母),发生反应的文字表达式为_______________________。
(3)用装置C收集氧气时,当____________________时开始收集;当观察到____________________时,表示氧气已收集满。收集完毕的操作顺序是 (填序号)。
①盖上玻璃片 ②正放在实验台上 ③取出集气瓶
(4)欲收集一瓶干燥的氧气,应选择的收集装置是 (填字母)。
实验室用高锰酸钾制取氧气,可能用到的装置如下图所示。
(1)本实验可选用的发生装置为 (填字母)。
(2)写出高锰酸钾分解制取氧气反应的文字表达式: 。
(3)进行该实验并用排水法收集氧气,发现收集到的氧气不纯,分析可能的原因。
(4)实验过程中试管破裂,分析可能的原因。
【题型9】分解反应、化合反应综合
【典型例题】下列反应中既不属于化合反应又不属于分解反应的有( )
A.氨气+水+二氧化碳→碳酸氢铵
B.水氢气+氧气
C.蜡烛+氧气二氧化碳+水
D.镁+氧气氧化镁
【巩固训练1】下列既不属于化合反应,也不属于分解反应,但属于氧化反应的是( )
A.木炭+氧气(不足)一氧化碳
B.酒精+氧气水+二氧化碳
C.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
D.氯化锌+硝酸银氯化银+硝酸锌
【巩固训练2】下列有关化学反应类型(涉及反应条件已经略去)的说法不正确的是 ( )
A.氯化汞汞+氧气(该反应是分解反应)
B.红磷+氧气五氧化二磷(该反应是化合反应)
C.碳酸钙+盐酸氯化钙+水+二氧化碳(该反应既属于分解反应,又属于化合反应)
D.石蜡+氧气二氧化碳+水(该反应既不属于分解反应,也不属于化合反应)
【巩固训练3】下列反应中既不属于化合反应又不属于分解反应的有( )
A.氨气+水+二氧化碳→碳酸氢铵
B.水氢气+氧气
C.蜡烛+氧气二氧化碳+水
D.镁+氧气氧化镁
写出下列反应的文字表达式,并判断其是化合反应还是分解反应。
(1)碱式碳酸铜加热后生成黑色固体、水以及一种能使澄清石灰水变浑浊的气体: 。
(2)铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体: 。
(3)电解水: 。
(4)磷在空气中燃烧生成白色固体: 。
【巩固训练5】化学反应类型是我们认识化学变化的重要知识:
(1)属于分解反应的是____________________;
(2)属于氧化反应的是____________________;
(3)属于化合反应的是____________________。
A.氢气+氧气水
B.碳+氧气二氧化碳
C.石蜡+氧气二氧化碳+水
D.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
在下列各个变化中,属于物理变化的是 ;属于分解反应的是 ; 属于化合反应的是 。(填序号)
①磷在空气中燃烧
②分离液态空气制氧气
③向过氧化氢溶液中加入二氧化锰,得到水和氧气
④加热高锰酸钾制氧气
⑤我国航天员在空间站通过电解水获取氧气
【题型10】氧气的性质与制取综合
【典型例题】[创新装置]下图是某班级项目学习小组的同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是( )
A.反应仓的试剂可以是高锰酸钾
B.使用前,加湿仓应注满水
C.加湿仓类似于排水集气装置
D.加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
【巩固训练1】小科的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”,其原理如图所示。小科通过阅读说明书,了解它的工作原理。下列说法不正确的是( )
A.要防止输出氧气的管道堵塞,避免引发安全事故
B.根据加湿仓中气泡产生速度,判断氧气排出的快慢
C.加湿仓利用氧气难溶于水的原理,使氧气湿润
D.该制氧器的反应仓相当于实验室制氧气的发生装置
下列有关氧气的说法中,正确的是( )
A. 氧气能支持燃烧,是一种重要的燃料
B. 含有氧元素的物质都适合用于实验室制氧气
C. 分离液态空气制氧气是利用了液氮和液氧的密度不同
D. 潜水员随身携带氧气以便在水下工作
【巩固训练3】利用过氧化氢分解产生氧气的原理,小玲自制了一个家庭简易制氧机(如图)。
(1)写出过氧化氢分解制取氧气的文字表达式: 。利用可以上下抽拉的线绳,可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离,这样设计的优点是 (答出一点)。
(2)若想利用B装置监测产生氧气的速度,小组同学将B装置改进的措施是 (填字母)。
A.将a导管加长并伸入水面以下
B.将b导管加长并伸入水面以下
C.将a和b导管同时加长并伸入水面以下
某化学兴趣小组的同学欲制取氧气并探究氧气的化学性质,请你帮助他们回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称:① 。
(2)实验室制取氧气的发生装置既可用A装置,也可用B装置,与A装置相比,B装置的优点是 。如果用F装置收集氧气,气体应从管 (填“a”或“b”)进入。
(3)一氧化氮是生命体系信号分子之一,在常温下,它难溶于水且不与水反应,易与氧气反应生成二氧化氮。实验室收集一氧化氮的装置可用 (填字母)。
(4)该小组同学利用制得的氧气,进行了如图所示的三个实验。
①实验二中,集气瓶底部加少量水的作用是 。
②通过上述实验探究,发现可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈。请从微观角度进行解释: 。
(5)实验结束后,同学们进行了以下反思,正确的是 (填字母)。
A.可根据反应物的状态和反应条件,选择适当的气体发生装置
B.可根据气体的密度(与空气密度相比较)和在水中的溶解性,选择气体的收集方法
C.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与很多物质发生氧化反应
人教版(2024)九年级上册 第二单元 空气和氧气课题3 制取氧气 寒假巩固(参考答案)
【题型1】分解反应及其判定
【典型例题】下列反应属于分解反应的是( )
A.碳+氧气二氧化碳
B.酒精+氧气二氧化碳+水
C.碳酸→二氧化碳+水
D.氧化钙+水→氢氧化钙
【答案】C
【巩固训练1】下列反应中属于分解反应的是( )
A.氧化钙+水氢氧化钙
B.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
C.氢氧化钠+盐酸氯化钠+水
D.铁+硫酸铜硫酸亚铁+铜
【答案】B
【解析】分解反应是由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。
【巩固训练2】下列化学反应属于分解反应的是( )
A.碳酸→水+二氧化碳
B.二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙+水
C.镁+氧气氧化镁
D.氧化钙+水→氢氧化钙
【答案】A
【解析】反应符合“一变多”的特征,属于分解反应,A正确;反应的反应物是两种,不符合“一变多”的特征,不属于分解反应,B错误;反应符合“多变一”的特征,属于化合反应,C错误;反应符合“多变一”的特征,属于化合反应,D错误。
【巩固训练3】下列反应中属于分解反应的是( )
A.氧化钙+水→氢氧化钙
B.碳酸钙→氧化钙+二氧化碳
C.氢氧化钠+盐酸→氯化钠+水
D.铁+硫酸铜→硫酸亚铁+铜
【答案】B
【解析】,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,不符合题意;,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应,符合题意;
,该反应不符合“一变多”的特点,不属于分解反应,不符合题意;,该反应不符合“一变多”的特点,不属于分解反应,不符合题意。
【巩固训练4】下列反应中属于分解反应的是( )
A.氧化钙+水氢氧化钙
B.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
C.氢氧化钠+盐酸氯化钠+水
D.铁+硫酸铜硫酸亚铁+铜
【答案】B
【解析】分解反应是由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。
【题型2】氧气的工业制法
【典型例题】下列有关空气各成分的说法正确的是( )
A.若大量有害物质进入空气中,仅靠大自然的自净能力,大气还能保持洁净
B.工业上从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化
C.空气质量指数报告中所列的空气质量指数级别越大,空气质量越好
D.二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应,属于空气污染物
【答案】B
【解析】大自然的自净能力是有限的,若大量有害物质进入空气中,仅靠大自然的自净能力不能保持大气洁净,A错误;工业上从液态空气中分离出氧气的过程没有新物质生成,发生的属于物理变化,B正确;空气质量指数报告中所列的空气质量指数级别越大,空气质量越差,C错误;二氧化碳在空气中含量增多会引起温室效应,但二氧化碳没有毒性,不属于空气污染物,D错误。
【巩固训练1】空气是生命赖以存在的物质基础和重要资源,下列有关空气的说法不正确的是( )
A.工业上利用氧气和氮气的沸点不同,从液态空气中分离出氧气的过程属于物理变化
B.空气质量指数报告中所列的空气质量指数级别越大,空气质量越差
C.空气的成分按质量计算,氮气约占78%,氧气约占21%
D.焊接金属时常用氮气作保护气
【答案】C
【解析】工业上利用氧气和氮气的沸点不同,从液态空气中分离出氧气的过程没有新物质生成,发生的属于物理变化,A正确;
空气质量指数报告中所列的空气质量指数级别越大,空气质量越差,B正确;
空气的成分按体积(而不是质量)计算,氮气约占78%,氧气约占21%,C错误;
氮气的化学性质稳定,因此焊接金属时常用氮气作保护气,D正确。
【巩固训练2】空气中各组分的沸点如下表所示,回答下列问题:
(1)工业上通过加压、降温的方法将净化后的空气变成液态,然后利用液氮和液氧的 不同,控制温度,使 先蒸发出来,剩下的主要是 。
(2)工业制氧气是物理变化还是化学变化? 。
(3)工业上制得的氧气是纯净物还是混合物? 。
(4)工业上不使用过氧化氢或高锰酸钾分解制取氧气的原因是 。
【答案】(1)沸点 氮气 液氧 (2)物理变化 (3)混合物 (4)成本高,无法大量生产
【巩固训练3】请回答下列问题。
工业制取氧气
(1)原理:利用液态氧和液态氮的 不同进行分离。
(2)过程:在低温条件下加压,使空气转化为 态,然后升温, 首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是 。
【答案】(1)沸点
(2)液 氮气/N2 液氧
【解析】(1)工业制取氧气,是利用分离液态空气的方法,利用液态氧和液态氮的沸点不同进行分离。
(2)工业制取氧气,是利用分离液态空气的方法,在低温条件下加压,使空气转化为液态,然后升温,由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧。
【巩固训练4】空气是一种宝贵的资源,人类探究空气的组成经历了漫长的历程。
(1)1772年,瑞典化学家舍勒提出空气由两种物质组成,并将不助燃的空气称为“浊空气”,助燃的空气称为“火空气”,其中“浊空气”的主要成分是____________________,其可充入食品包装中防腐的原因是____________________。
(2)1892年,英国物理学家瑞利在制备氧气时发现了稀有气体。下列稀有气体的用途正确的是__________(填序号,下同),其中利用了物质的物理性质的是__________。
a.液氦用于制造低温环境
b.氖用作霓虹灯填充气
c.氩用作焊接保护气
d.氙用作高能燃料
(3)工业上利用空气制取氧气的流程如图所示:
①分离空气得到氮气和氧气的过程,是利用了他们的__________不同,发生的是__________(填“物理”或“化学”)变化。
②工业制氧气需要考虑的因素有原料是否易得、____________________(写一条)。
(4)空气的质量对人类生存起重要作用,请写出一种保护空气的做法____________________(写一条)。
【答案】(1)氮气 氮气的化学性质稳定,无毒
(2)abc ab
(3)①沸点 物理 ②能否大量生产
(4)工业废气处理达标后排放
【解析】(1)“浊空气”不具有助燃性,故其主要成分为氮气;氮气的化学性质稳定,无毒,故其可充入食品包装中防腐;
(2)a.液氦汽化时要吸收热量,可用于制造低温环境,利用的是氦气物理性质;
b.稀有气体通电后能发出不同颜色的光,所以氖用作霓虹灯填充气,利用的是物理性质;
c.稀有气体化学性质稳定,故氩气可用作焊接保护气,利用的是其化学性质;
d.稀有气体既没有可燃性,也没有助燃性,故氙不能用作高能燃料;
结合以上分析知稀有气体的用途正确的是abc;其中利用了物质的物理性质的是ab;
(3)①液态氮的沸点低于液氧的沸点,利用二者的沸点不同,可以通过分离液态空气的方法得到氮气和氧气,此过程没有新物质产生,发生的是物理变化;
②工业制氧气需要考虑的因素有原料是否易得、能否大量生产等。
(4)空气的质量对人类生存起重要作用,保护空气的做法是工业废气处理达标后排放。
【巩固训练5】如图是工业上利用分离液态空气的方法得到氧气的流程示意图:
(已知:氧气沸点为﹣183 ℃,氮气沸点为﹣196 ℃)。
请回答:
(1)工业上采用以空气为原料制氧气,主要原因有____________________。
(2)“操作2”发生的变化是__________变化(填“物理”或“化学”),得到的气体A是__________。
(3)液体B是__________(填“纯净物”或“混合物”)。
【答案】(1)原材料易得 (2)物理 氮气 (3)混合物
【解析】(1)工业上采用以空气为原料制氧气,是因为 原材料易得;
(2)“操作2”是氮气先分离出来,没有产生新物质,故发生的变化是物理变化;
(3)液体B主要成分是液氧,是混合物;
【题型3】实验室制取氧气的反应原理
【典型例题】实验室常用加热一定质量的高锰酸钾固体制取氧气。下列图像中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应过程中固体的质量不断减少直到高锰酸钾完全分解为止,才不再改变,A错误;在高锰酸钾没有分解时,氧气的质量为零,B错误;高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,应该是加热到一定的温度后才能产生氧气,当高锰酸钾完全分解后氧气的质量不再改变,C错误;高锰酸钾在加热的条件下分解为锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应过程中固体的质量不断减少直到高锰酸钾完全分解为止,才不再改变,D正确。
【巩固训练1】已知二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂。现向一定量的过氧化氢溶液(混合物,含有过氧化氢和水)中加入适量的二氧化锰粉末,直至过氧化氢全部分解(忽略水的挥发),下列图像不正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】向一定量过氧化氢的水溶液中加入适量的二氧化锰粉末,过氧化氢在二氧化锰粉末的催化作用下生成水和氧气,随着反应的进行氧气的质量从0开始逐渐增加,至完全反应,不再发生改变,A正确;过氧化氢在二氧化锰粉末的催化作用下生成水和氧气,二氧化锰作催化剂,反应前后质量不变,B正确;向一定量过氧化氢的水溶液中加入适量的二氧化锰粉末,过氧化氢在二氧化锰粉末的催化作用下生成水和氧气,原溶液中含有水,随着反应的进行水的质量逐渐增加,至完全反应,不再发生改变,C正确;过氧化氢在二氧化锰粉末的催化作用下生成水和氧气,过氧化氢的质量逐渐减少,至完全反应,减少至0,D错误。
【巩固训练2】取一定质量高锰酸钾制取氧气,充分加热,高锰酸钾完全分解,下图能正确反应高锰酸钾和氧气质量变化的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】高锰酸钾受热分解生成氧气,等高锰酸钾反应完后氧气的质量不再增加,为一定值,B正确。
【巩固训练3】氧气是一种重要的气体。小颖在试管中加入5 mL 5%过氧化氢溶液,再依次进行实验:①插入带有火星的木条;②加入少量二氧化锰;③插入带有火星的木条。
(1)当出现带有火星的木条 的现象时,说明试管中有大量氧气产生。
(2)实验③中产生氧气的文字表达式为 ,该反应属于 (填基本反应类型)。
【答案】(1)复燃 (2)过氧化氢水+氧气 分解反应
【巩固训练4】实验室部分仪器或装置如图所示,请回答下列问题。
(1)写出仪器的名称: ① ; ② 。
(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,应选用 (填序号)装置作反应容器,制取氧气的文字表达式为 ,可选用 (填序号)装置收集氧气。检验氧气是否收集满的方法是 。小亮用收集到的氧气做铁丝燃烧实验时,瓶底留少量水的原因是 ,该反应的文字表达式为 。
(3)利用A装置加热高锰酸钾制取氧气时,试管口应 ,原因是 。
(4)氨气(NH3)是一种无色有刺激性气味的气体,密度比空气小且极易溶于水。实验室采用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法获得氨气,应选用上述装置 (填序号)来制取并收集该气体。
【答案】(1)试管 锥形瓶
(2)B C或D 观察到集气瓶口有大气泡冒出,则已集满或将带火星木条放到瓶口,木条复燃,则收集满 防止高温熔融物溅落,使瓶底炸裂
(3)略向下倾斜 防止冷凝水倒流,使试管炸裂
(4)AE
【解析】(2)实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气,需要固液常温型发生装置,则应选用B装置作反应容器;过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的文字表达式为;氧气不易溶于水且不与水反应、密度比空气大,可选用C或D装置收集氧气;氧气具有助燃性,C装置排水法,验满的方法是观察到集气瓶口有大气泡冒出,则已集满;D装置向上排空气法,验满的方法是将带火星的小木条放在集气瓶口,若木条复燃,则已集满;小亮用收集到的氧气做铁丝燃烧实验,铁丝燃烧时会放出大量的热,瓶底留少量水的原因是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底;铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁,反应的文字表达式为;
(3)利用A装置加热高锰酸钾制取氧气时,试管口应略向下倾斜,原因是防止冷凝水回流使试管炸裂;
(4) 实验室采用加热氯化铵和熟石灰固体混合物的方法获得氨气,需要固体加热型发生装置,氨气的密度比空气小且极易溶于水,可用向下排空气法收集,则应选用上述装置AE来制取并收集该气体。
【巩固训练5】如图是实验室制取气体可能用到的仪器。请回答下列问题。
(1)图中仪器G的名称是 ,它的用途是 。
(2)利用图中仪器 (填仪器下对应字母,从A~G中选择)组合,可制取并收集氧气,所发生反应的文字表达式为 。
(3)若用H装置收集(2)中制得的气体,则气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
(4)实验室制取某些气体时常用到催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是 (填序号)。
A.使用催化剂能使生成物的质量增加
B.催化剂只能加快化学反应速率
C.化学反应前后催化剂的质量和化学性质都没有发生变化
【答案】(1)集气瓶 收集或贮存少量气体
(2)ABEG
(3)a
(4)C
【解析】(1)图中仪器G的名称是集气瓶,它的用途是用于收集或储存少量气体;
(2)用过氧化氢和二氧化锰制取并收集干燥的氧气,该反应为固液常温型,由于氧气密度比空气大,可用向上排空气法收集,因此需要锥形瓶为反应容器,用长颈漏斗加入液体试剂,双孔橡胶塞密封锥形瓶和固定长颈漏斗,用集气瓶收集气体,则利用图中仪器ABEG组合,可制取并收集氧气;
过氧化氢在二氧化锰催化的条件下反应生成水和氧气,反应的文字表达式为:;
(3)由于氧气密度比空气大,因此从短口a端进氧气;
(4)催化剂不能增加生成物质量,而不是催化剂能使生成物的质量增加,故说法错误;
催化剂能改变反应速率,不仅可以加快,也可减慢反应速率,而不是催化剂只能加快化学反应速率,故说法错误;
化学反应前后催化剂的质量和化学性质都没有发生变化,故说法正确。
【题型4】氧气的制取装置
【典型例题】某兴趣小组设计出的简易供氧器如图,下列说法错误的是( )
A.反应仓的药品可以是过氧化氢溶液和二氧化锰
B.加湿仓的目的是湿化氧气,减少对鼻腔的刺激
C.通过观察加湿仓排出气泡的量确定是否需要添加药品
D.该装置具有的优点是即用即反应、随停即可停
【答案】D
【解析】过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,则反应仓的药品可以是过氧化氢溶液和二氧化锰,A正确;加湿仓的目的是湿化氧气,减少对鼻腔的刺激,B正确;通过观察加湿仓排出气泡的量,可以知道反应的速率,从而确定是否需要添加药品,C正确;该装置不能控制反应物的接触和分离,不能控制反应的发生和停止,D错误。
【巩固训练1】实验室用高锰酸钾制取氧气的实验中,不需要使用的一组仪器是( )
A.烧杯、玻璃棒
B.试管、集气瓶
C.酒精灯、铁架台
D.导管、单孔橡胶塞
【答案】A
【巩固训练2】如图是实验室制取气体可能用到的仪器。请回答下列问题。
(1)图中仪器G 的名称是 ,它的用途是 。
(2)利用图中仪器 (填仪器下对应序号,从A~G中选择)组合,可制取并收集氧气,所发生反应的文字表达式为 。
(3)若用仪器收集(2)中制得的气体,则气体应从 (填“a”或“b”)端通入。
(4)实验室制取某些气体时常用到催化剂。下列有关催化剂的说法中,正确的是 (填序号)。
①使用催化剂能使生成物的质量增加
②催化剂只能加快化学反应速率
③化学反应前后催化剂的质量和化学性质都没有发生变化
【答案】(1)集气瓶 收集气体(合理即可) (2)ABEG 过氧化氢水+氧气 (3)a (4)③
【解析】(1)由题图可知,仪器 G的名称是集气瓶,其作用是收集气体、贮存少量气体、作反应容器等。(2)根据题中所给仪器,可利用仪器 ABEG 组合来制取并收集氧气。(3)若用H仪器收集(2)中制得的氧气,氧气密度比空气大,应用向上排空气法收集,则气体应从a端通入。 (4)使用催化剂只能改变化学反应速率,不能使生成物的质量增加,①错误;催化剂能改变化学反应速率,不一定是加快化学反应速率,②错误;化学反应前后催化剂的质量和化学性质都没有发生变化,③正确。
【巩固训练3】实验室制取气体常用的仪器如图所示,请回答下列问题。
(1)实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,组装发生装置可选用的仪器是 (填字母)。
(2)若选用仪器a、f、i组合发生装置制取氧气,且仪器a中所装入的药品是纯净物,则该药品名称是 ,该发生装置中还缺少的实验仪器是 ,制取氧气的文字表达式为 。
(3)组装氧气的收集装置,可选用的仪器是 (填字母);若用排水法收集的氧气不纯,原因可能是 (写出一点即可)。
【答案】(1) cd(或 bce 或 abei或adi) (2)高锰酸钾 酒精灯 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 (3) fhg(或 dg 或eg) 导管口一有气泡冒出时就开始收集(或集气瓶中水未装满等,合理即可)
【解析】(1) 实验室利用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,需选用固液常温型发生装置,则组装发生装置可选用的仪器是 cd 或 bce 或 abei 或 adi。 (2)若选用仪器 a、f、i组合发生装置制取氧气,且仪器a中所装入的药品是纯净物,则需选择加热高锰酸钾受热分解制氧气,该发生装置中还缺少酒精灯,反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。(3)用排水法收集氧气,可选用的仪器是 f hg;用向上排空气法收集氧气,可选用的仪器是 dg或eg。若收集的氧气不纯,则可能是导管口一有气泡冒出时就开始收集或集气瓶中水未装满等。
【巩固训练4】实验室制取氧气的方法有三种:加热高锰酸钾、在二氧化锰作催化剂的条件下分解过氧化氢、在加热和二氧化锰作催化剂的条件下分解氯酸钾。
(1)用高锰酸钾制氧气的化学方程式为 ,使用该方法制取并收集一瓶较纯净的氧气可选用图1中的装置是 。
(2)图2是扎西同学制作的简易供氧器,在供氧使用时,左瓶中可放置的试剂是 (填字母)。
A.高锰酸钾 B.大理石和稀盐酸
C.过氧化氢溶液和二氧化锰
(3)简易供氧器的右瓶中需加入适量的水,水的作用是 (填一条即可)。
【答案】(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ AE
(2)C
(3)判断是否有氧气产生(合理即可)
【解析】(1)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为;该反应属于固、固加热型,选择的发生装置为A,氧气的密度比空气大,不易溶于水,可采用向上排空气法或排水法收集,采用排水法收集气体较纯净,选择的收集装置为E;
(2)高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应中反应物为固体,反应条件为加热,应选择固体加热型发生装置,图2简易供氧器中发生的反应在常温下进行,不符合题意;
大理石主要成分是碳酸钙,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,不能制取氧气,不符合题意;
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,该反应中反应物为固体和液体,反应条件为常温,应选择固液常温型发生装置,图2简易供氧器中发生的反应在常温下进行,符合题意,故选C;
(3)简易供氧器的右瓶中需加入适量的水,水的作用是可使氧气润湿,且可判断是否有氧气产生。
【题型5】氧气的收集、检验和验满
【典型例题】实验室用高锰酸钾制取氧气并验证其性质时有如图所示的操作,其中错误的是( )
A.制取并收集
B.加固体试剂
C.验证氧气
D.铁丝在氧气中燃烧
【答案】D
【解析】为防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管,试管口应略向下倾斜,且为防止加热时试管内的粉末状物质进入导管,试管口应放一团棉花,氧气不易溶于水,可以用排水法收集;取用粉末状固体试剂,试管倾斜(或平放),用药匙或纸槽把粉末状固体试剂送到试管底部,然后使试管直立起来;氧气能支持燃烧,将带火星的木条伸入瓶中,若木条复燃,说明是氧气;铁丝在氧气中燃烧时,为防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂,集气瓶的底部应放少量的水或铺一层细沙,图中集气瓶的底部没有放少量的水或铺一层细沙。
【巩固训练1】“证据推理”是化学学科核心素养的组成要素之一。如图,将带火星的木条放到集气瓶口,木条复燃。根据上述证据进行推理,不能得到的结论是 ( )
A.该气体是氧气
B.氧气密度大于空气
C.氧气不易溶于水
D.氧气收集满了
【答案】C
【解析】
下列关于氧气制取、收集、验满的方法中,正确的是 ( )
A.答案A
B.答案B
C.答案C
D.答案D
【答案】A
【巩固训练3】要证明集气瓶内盛的是空气还是氧气,最简单的方法是 ( )
A.测量密度,密度大的是氧气
B.能使细铁丝燃烧的是氧气
C.能使硫燃烧,发出蓝紫色火焰的是氧气
D.能使带火星的木条复燃的是氧气
【答案】D
【解析】氧气能使带火星的木条复燃而空气不能,现象明显,操作简单。
【巩固训练4】根据下列装置图,回答有关问题。
(1)写出仪器名称:① ;② ;
(2)实验室采用高锰酸钾制取氧气时,应选择的发生装置是 (填序号,下同),完成该实验还需补充的物品是 ,该物品在此实验中的作用是 ,写出用高锰酸钾制取氧气的文字表达式 。
(3)实验室采用过氧化氢溶液制取氧气时,应选择的发生装置是 ,锥形瓶中应先放入的药品是 ,它与采用装置A制取氧气时比较,主要优点是 (任答一条)。
(4)收集氧气可以选择装置 ,你选择它的理由是 。若用排水法收集氧气时,当观察到气泡 时才开始收集,否则收集的氧气不纯。某同学收集完毕,先停止加热后,才将导管移出水面,你预测这种操作可能会引起的后果是 。
(5)如果选用C收集氧气,验满的方法是 。
(6)实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体的方法制取甲烷气体,已知甲烷难溶于水,比空气的密度小。则制备甲烷气体需要发生装置是 (填序号,下同),要想收集更纯净的甲烷气体,最好选用的收集装置是 。
【答案】(1)铁架台 集气瓶
(2)A 棉花(或一团棉花等) 防止加热时试管内粉末状物质进入导管
(3)B 二氧化锰/MnO2 节约能源、操作简单
(4)C(或E,需要与下一空对应) 氧气密度比空气略大(氧气不易溶于水,且与水不反应,需要与上一空对应) 连续均匀冒出 水倒流,炸裂试管
(5)将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已经集满
(6)A E
【解析】(2)实验室采用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选A;
加热高锰酸钾制取氧气,需要在试管口塞一团棉花,防止加热时试管内粉末状物质进入导管,故完成该实验还需要补充的物品是棉花;棉花的作用是:防止加热时试管内粉末状物质进入导管;高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的文字表达式为:;
(3)实验室采用过氧化氢溶液制取氧气,属于固液不加热反应,发生装置可选B;
实验室采用过氧化氢溶液制取氧气,应先在锥形瓶中加入固体,然后加入液体,故先放入的药品是二氧化锰;与采用装置A制取氧气时比较,该装置无需加热,可以节约能源,且操作简单;
(4)氧气不易溶于水,且与水不反应,可以用排水法收集,收集装置可选E,氧气密度比空气略大,可用向上排空气法收集,收集装置可选C;若用排水法收集氧气时,当观察到气泡连续均匀冒出时才开始收集,因为一开始排出的是装置内的空气,会导致收集的氧气不纯;某同学收集完毕,先停止加热后,才将导管移出水面,这样会导致水倒流,炸裂试管;
(5)氧气具有助燃性,如果选用C收集氧气,验满的方法是:将带火星的木条放在集气瓶口,木条复燃,说明已经集满;
(6)实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体的方法制取甲烷气体,属于固体加热反应,发生装置可选A;甲烷难溶于水,密度比空气小,可用排水法或向下排空气法收集,排水法收集的气体比较纯净,故收集装置可选E。
【巩固训练5】根据如图装置图,回答有关问题。
(1)写出装置图中标号仪器的名称:① ,② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气可选用的发生装置是 (填字号)
(3)若收集一瓶氧气,供硫在氧气中燃烧实验使用,则选择的气体收集装置是 (填字号),理由是 ,若用该方法收集的氧气不纯,可能的原因是 (写一条即可)。
(4)用F装置收集氧气,应从导管 (填“a”或“b”)处通入,若用该方法收集氧气,则验满的操作和现象是 。
(5)请设计实验检验G图装置的气密性,并完成下表。
【答案】(1)酒精灯 水槽
(2)A
(3)E 二氧化硫有毒,需要用水来吸收,防止污染空气 集气瓶中未装满水、未等到导管口有连续均匀的气泡冒出就开始收集
(4)a 将带火星的木条放在b处导管口,木条复燃,说明氧气已收集满
(5)将导管末端浸入水中,用手握住试管外壁
【解析】(1)标号①的仪器名称为酒精灯;标号②的仪器名称为水槽;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气的原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应中反应物为固体,反应条件为加热,应选用固体加热型发生装置,且试管口需要放一团棉花,防止粉末状物质进入导管,则发生装置选择A;
(3)氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应,可采用向上排空气法或排水法进行收集,即装置D或E,硫在氧气中燃烧生成有毒的二氧化硫气体,直接排放会污染空气,二氧化硫能溶于水,若收集一瓶氧气,供硫在氧气中燃烧实验使用,则选择的气体收集装置是E,理由是二氧化硫有毒,需要用水来吸收,防止污染空气;用排水法收集氧气,由于刚开始产生的气泡是排出的装置中的空气,所以未等气泡连续均匀放出时就开始收集,会导致收集的氧气不纯;或收集前集气瓶内没有装满水,也会导致收集的氧气不纯;
(4)用F装置收集氧气,由于氧气的密度比空气略大,所以氧气应从导管a处通入,若用该方法收集氧气,则验满的操作和现象是将带火星的木条放在b处导管口,木条复燃,说明氧气已收集满;
(5)设计实验检验G图装置的气密性:将导管末端浸入水中,用手握住试管外壁,观察到导管口有气泡冒出,说明该装置气密性良好。
【题型6】制取氧气的操作步骤和注意事项
【典型例题】实验室用加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤如下,正确的顺序是( )
①点燃酒精灯给试管加热
②将药品装入试管
③用排水法收集氧气
④检查装置的气密性
⑤熄灭酒精灯,停止加热
⑥将导管从水槽中取出
⑦用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管,将试管固定在铁架台上
A.②⑦④①③⑤⑥
B.①②⑦①③⑤⑥
C.④②⑦①③⑥⑤
D.①②⑦①③⑥⑤
【答案】C
【解析】为防止装置漏气影响实验结果,连接好仪器后,应立即检查装置气密性,再加的入药品,实验结束后,先撤导管,再熄灭酒精灯,防止因先熄灭酒精灯,试管内气压降低,水槽中的水倒流到试管内,引起试管的炸裂;实验室加热高锰酸钾制取氧气的操作步骤是:连(连接仪器、组装实验装置)→查(检查装置的气密性)→装(装入固体药品,注意用高锰酸钾时,在试管口放一团棉花)→定(用铁架台固定仪器装置)→点(用火柴点燃酒精灯,给试管加热)→收(收集氧气)→移(把导管移出水面)→熄(熄灭酒精灯),可得正确的操作顺序是:④②⑦①③⑥⑤。
【巩固训练1】实验室制取氧气结束后,实验人员发现试管炸裂了,下列解释不合理的是 ( )
A.实验结束时,先撤去酒精灯,忘记将导管移出水面
B.加热时间较长
C.加热时试管外壁的水未擦干
D.试管没有冷却就用水冲洗
【答案】B
【解析】实验结束时,先撤去酒精灯,忘记将导管移出水面,会导致水槽中的水被倒吸入试管,使试管骤冷而炸裂,故A 选项解释合理;加热时间较长,不会造成试管炸裂,故 B选项解释不合理;加热时试管外壁的水未擦干,会造成试管受热不均匀而使试管炸裂,故 C选项解释合理;试管没有冷却就用水冲洗,会使试管骤冷而炸裂,故D选项解释合理。
【巩固训练2】实验室制取气体的部分装置如图所示,请回答下列问题。
(1)装置B中仪器a的名称是 。
(2)实验室用装置A制备氧气,其反应的文字表达式为 。
(3)若用装置F收集氧气,检验瓶中氧气已收集满的方法是将带火星的木条放在导管 (填“b”或“c”,下同)口处,观察木条是否复燃;需要瓶中氧气时,可用水将装置中的氧气排出,水应从导管 口通入。
(4)通常状况下,硫化氢(H₂S)是一种密度比空气大且能溶于水的气体,实验室常用块状硫化亚铁(FeS)和稀硫酸在常温下反应制备硫化氢气体,则制取硫化氢气体可选用的装置组合是 (填序号,从A~E 中选择)。
【答案】(1)锥形瓶 (2)高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 (3)b c (4)BC
【解析】(1)仪器 a 的名称是锥形瓶。(2)实验室用装置A 制备氧气,由试管口有棉花可知,采用的是加热高锰酸钾的方法,反应的文字表达式为高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。(3)用装置F收集氧气,氧气从导管c口通入,验满的方法是将带火星的木条放在导管b口处,若木条复燃,说明氧气已满;需要瓶中氧气时,可用水将装置中的氧气排出,水应从导管c 口通入。(4)实验室常用块状硫化亚铁和稀硫酸在常温下反应制备硫化氢气体,反应不需要加热,则可选用装置B作为发生装置,硫化氢是一种密度比空气大且能溶于水的气体,应选用向上排空气法收集,故采用装置C 进行收集。
【巩固训练3】化学是一门以实验为基础的科学,请结合下列装置图回答问题。
(1)写出标号仪器的名称:a: ,b: 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,应选择的发生装置是 (填字母),反应的文字表达式是 ,该反应属于基本反应类型中的 反应,若用C装置收集氧气时,验满的方法是 。
(3)选用E装置收集气体时,下列实验操作正确的是 (填序号)。
①反应前,将集气瓶装满水,用玻璃片盖住瓶口,倒立在盛水的水槽中
②导管口开始有气泡冒出时,立即将导管口移入集气瓶
③收集满气体后,在水面下将集气瓶盖上玻璃片,再移出水槽
(4)实验室中一般用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气,制取氢气应选择的发生装置是 (填字母)。
(5)适合用 D装置收集的气体必须具备的性质是 。
【答案】(1)酒精灯 试管 (2)A 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 分解 将带火星的木条放在集气瓶口,观察木条是否复燃 (3)①③ (4)B (5)密度比空气小
【解析】(2)高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,据此书写文字表达式;该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应;若用C装置即向上排空气法收集氧气时,检验氧气是否收集满,应将带火星的木条放在集气瓶口,观察木条是否复燃。(3)若用E装置即排水法收集氧气时,反应前应将集气瓶装满水,用玻璃片盖住瓶口,倒立在盛水的水槽中;反应开始后,观察到水中导管口有气泡均匀、连续冒出时,将导管口移入集气瓶,开始收集气体;收集满气体后,在水面下用玻璃片盖住集气瓶口,再移出水槽。(4)锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气,该反应属于固液常温型,所以选择装置B作为发生装置。(5)适合用向下排空气法收集的气体必须具备的性质是密度比空气小。
【巩固训练4】根据如图所示实验装置图回答问题:
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气时,制取装置应选用 (填编号);其反应的符号表达式是 。在A装置中试管口稍向下倾斜的目的是 。
(2)分解过氧化氢制取氧气,B装置相对于C装置的优点是 。
(3)若用甲装置采用排水法收集O2,请简述操作步骤 ;
(4)用F装置收集的氧气不纯,其原因可能是(请写两种原因)。① ;② 。
【答案】(1)AD/AF 防止药品中水分在加热时变成水蒸气在管口冷凝倒流,致使试管破裂
(2)控制反应速率
(3)先把集气瓶装满水,气体由b口进入
(4)加热前就将导管放入集气瓶,会收集到装置中的空气 收集时集气瓶没有装满水,收集到的氧气中混有空气
【解析】(1)高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的反应物是固体,该反应的反应条件是加热,属于固体加热型,氧气密度大于空气,不易溶于水,可用向上排空气法收集或排水法收集,应选用的装置组合是AD或AF;反应的符号表达式为:,试管口稍向下倾斜原因是:防止药品中水分在加热时变成水蒸气在管口冷凝倒流,致使试管破裂;
(2)分解过氧化氢制取氧气,B装置中的分液漏斗能控制液体的滴加速率,从而控制反应的速率,B装置相对于G装置的优点是控制反应速率;
(3)氧气的密度小于水,不易溶于水,若用甲装置采用排水法收集O2,操作步骤是:先把集气瓶装满水,气体由b口进入;
(4)用排水集气法收集氧气时,若在加热前就将导管放入集气瓶,会收集到装置中的空气,导致收集到的氧气不纯;若收集时集气瓶没有装满水,收集到的氧气中混有空气,导致收集到的氧气不纯。
【巩固训练5】如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题:
(1)仪器X的名称为 。
(2)实验室用高锰酸钾加热制取氧气,收集一瓶较纯净的氧气可选择的收集装置是 (填字母编号),选择该收集方法利用了氧气的物理性质是 。
其操作步骤如下:①加热;②检查装置气密性;③装入高锰酸钾,并在试管口放一团棉花;④用排水法收集氧气;⑤从水槽中撤出导管;⑥熄灭酒精灯。
正确的操作顺序是 (选填下面字母序号)
a.③②①④⑥⑤ b.③②①④⑤⑥ c.②③①④⑤⑥ d.②③①④⑥⑤
(3)实验室用过氧化氢溶液制氧气,若直接用30%的过氧化氢溶液,反应速率太快。为获得平稳的气流,图中能达到最佳效果的反应装置是 (填字母编号),反应的符号表达式为 。
【答案】(1)锥形瓶
(2)E 氧气不易溶于水 c
(3)C H2O2H2O+O2
【解析】(1)根据图示,仪器X的名称为锥形瓶。
(2)氧气既可以用排水法收集,也可用向上排空气法收集,但排水法收集的氧气较纯,因此要收集一瓶较纯净的氧气可选择的收集装置是E。选择排水法收集氧气,利用的氧气的物理性质是:氧气不易溶于水。
实验室用高锰酸钾加热制取氧气,实验时必须先检查装置的气密性,然后装入高锰酸钾,再固定试管加热,收集完所需氧气后,必须先从水槽中撤出导管,最后熄灭酒精灯。因此正确的操作顺序是:c。
(3)实验室用过氧化氢溶液制氧气,因为过氧化氢溶液是液体,催化剂二氧化锰是固体,反应不需要加热,所以发生装置可选择B和C,但直接用30%的过氧化氢溶液,反应速率太快,为获得平稳的气流,图中能达到最佳效果的反应装置是:C,因为装置C中的分液漏斗可以控制过氧化氢溶液的滴加速率,从而达到控制反应速率的目的。
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的符号表达式为:H2O2H2O+O2。
【题型7】催化剂与催化作用
【典型例题】绿色植物通过光合作用能够合成淀粉,我国科研工作者在人工合成淀粉方面取得突破性进展,最关键步骤是二氧化碳和氢气在催化剂的作用下转化为甲醇和水。下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.催化剂只能加快反应速率
B.酿造工业和制药工业中用到的酶也属于催化剂
C.化学反应前后,催化剂的质量和性质都不变
D.用过氧化氢溶液制氧气时,加入催化剂可以使生成氧气的质量增加
【答案】B
【解析】催化剂能改变化学反应速率,催化剂可以提高或减慢某些化学反应的速率,A错误;酿造工业和制药工业中用到的酶起到催化作用,属于催化剂,B正确;化学反应前后,催化剂的质量和化学性质都不变,物理性质可能改变,C错误;催化剂只能改变化学反应速率,对生成物的质量无影响,使用催化剂不能增加生成物的质量,D错误。
【巩固训练1】下列有关催化剂的说法正确的是( )
A.二氧化锰是所有反应的催化剂
B.催化剂不仅能改变化学反应速率,还能增加生成物的质量
C.催化剂在化学反应前后的质量和性质不变
D.同一个反应可能有多种催化剂
【答案】D
【解析】二氧化锰不是所有反应的催化剂,A不正确;催化剂不能改变生成物质量,B不正确;催化剂反应前后化学性质和质量都不变,C不正确;同一个反应可能有多种催化剂,例如二氧化锰、硫酸铜等物质都可以用作过氧化氢分解的催化剂,D正确。
【巩固训练2】据统计,约有90%以上的工业过程中使用催化剂,如化工、石化、生化、环保等。下列关于催化剂的说法正确的是( )
A.生成物的质量与催化剂无关
B.催化剂只能加快化学反应速率
C.在化学反应前后其质量和性质不变
D.没有催化剂过氧化氢溶液不能分解生成氧气
【答案】A
【解析】催化剂只改变化学反应速率,不会影响生成物的质量,A正确;催化剂能改变化学反应速率,可能是加快,也可能是减慢,B错误;催化剂在化学反应前后其质量和化学性质不变,物理性质可能改变,C错误;催化剂不能改变反应物的性质,没有催化剂过氧化氢也能分解,D错误。
【巩固训练3】在分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的作用的实验中,发现只有过氧化氢在消耗,这说明了二氧化锰在这个反应中,其___________和___________没有改变,因此它不是反应物。
【答案】化学性质 质量
【解析】在分解过氧化氢制取氧气的反应中,只有过氧化氢在消耗,说明在这个反应中,二氧化锰的质量和化学性质没有改变,它不是反应物,应是该反应的催化剂。
【巩固训练4】化学探究小组的同学想知道氧化铁(Fe2O3)能否作过氧化氢分解的催化剂,如果能,其催化效果与二氧化锰相比如何。于是进行下列实验。
(1)实验步骤②③证明氧化铁的 和 在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂。
(2)写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式: 。
(3)实验步骤④的目的是 。
(4)查阅资料得知,氧化铜、硫酸铜溶液、猪肝、马铃薯等也可以作过氧化氢分解的催化剂,下列有关催化剂的说法正确的是 (填字母)。
A.同一个化学反应可以有多种催化剂
B.二氧化锰只能作过氧化氢分解的催化剂
C.催化剂能使生成物的质量增加
D.作催化剂的物质不能是其他反应的反应物或生成物
【答案】①分别量取5 mL 5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中,向A试管加入 a g氧化铁粉末 产生大量气泡 ②5mL 5%过氧化氢溶液 ③称量 ④5 mL 5%过氧化氢溶液 a 二氧化锰粉末
(1)化学性质 质量
(2)过氧化氢水+氧气
(3)比较二氧化锰与氧化铁对过氧化氢分解的催化效果
(4)A
【巩固训练5】某小组以“探究催化剂的奥秘”为主题展开了项目式学习。淀粉是否能使过氧化氢溶液的分解速率加快,同学们进行了如下探究实验,请你一同参与。
[提出问题]淀粉能否作为过氧化氢分解的催化剂?
[做出猜想]淀粉能作为过氧化氢分解的催化剂。
[实验验证]
(1)完成下列探究:
[实验拓展]他们又设计了如图所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果,实验均以生成气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据见下表:
(2)上述实验中“待测数据”是 ;若 ,则可得出的结论是 。
【答案】(1) 氧气 滤渣质量为ag 淀粉的质量、化学性质在反应前后均没有发生变化
(2) 生成气体所需的时间 > 相同条件下,二氧化锰的催化效果比淀粉好(合理均给分)
【解析】(1)实验一、B中产生的气体能使带火星的木条复燃,说明该气体是氧气;
实验二、向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液,B中带火星的木条又复燃,说明化学反应前后,淀粉的化学性质不变,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣,滤渣的质量仍为ag,说明化学反应前后淀粉的质量不变,由实验一可知,淀粉能加快过氧化氢的分解,淀粉的质量、化学性质在反应前后均没有发生变化,则可得出淀粉可作过氧化氢分解的催化剂;
(2) 该实验以生成25mL气体为准,则上述实验中“待测数据”是指生成25mL气体所需时间;若m1>m2,即与使用二氧化锰作催化剂相比,使用淀粉作催化剂时,生成25mL气体所需时间长,说明相同条件下,二氧化锰的催化效果好。
【题型8】加热高锰酸钾制氧气
【典型例题】下列装置是实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作,其中操作错误且会造成器材受损的是( )
A.制备
B.收集
C.装试剂
D.验满
【答案】A
【解析】实验室加热高锰酸钾制取氧气时,试管口要略向下倾斜,防止冷凝水倒流回试管底部,使试管炸裂,A操作会造成器材受损;氧气密度大于空气,可以用向上排空气法收集气体,B操作正确,不会造成器材受损;取用粉末状试剂的步骤:一横二送三直立,防止粉末状试剂粘在试管内壁上,C操作错误,但不会造成器材受损;验满时不能把带火星的木条伸入集气瓶内,D操作错误,但不会造成器材受损。
【巩固训练1】实验室用加热高锰酸钾的方法制取氧气,有关操作如下,正确的一项是( )
A.铁夹应夹在试管底部
B.加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动
C.实验结束时应先熄灭酒精灯
D.实验结束后集气瓶应盖好玻璃片倒放在桌面上
【答案】B
【解析】铁夹应夹在距试管口处,A错误;加热前用酒精灯外焰在试管底部来回移动,对试管进行预热,防止试管因受热不均而炸裂,B正确;实验结束时应先撤导管后熄灭酒精灯,防止水槽中的水倒流到试管内,引起试管的炸裂,C错误;氧气的密度比空气大,实验结束后集气瓶应盖好玻璃片,正放在桌面上,D错误。
【巩固训练2】下图是实验室制取气体的常见装置,请回答问题:
(1)仪器①的名称是__________。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,选择的发生装置是_______(填字母),发生反应的文字表达式为_______________________。
(3)用装置C收集氧气时,当____________________时开始收集;当观察到____________________时,表示氧气已收集满。收集完毕的操作顺序是 (填序号)。
①盖上玻璃片 ②正放在实验台上 ③取出集气瓶
(4)欲收集一瓶干燥的氧气,应选择的收集装置是 (填字母)。
【答案】(1)锥形瓶 (2) A 高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气 (3)导管口的气泡连续均匀冒出 瓶口外有大气泡冒出 ①③② (4)D
【解析】(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,该反应属于固体加热型,选择的发生装置是A;高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字表达式为:高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气。(3)用装置C收集氧气时,当导管口的气泡连续均匀冒出时开始收集;当观察到瓶口外有大气泡冒出时,表示氧气已收集满。收集完毕后,先盖上玻璃片,然后取出集气瓶,最后正放在实验台上,故操作顺序是①③②。(4)氧气的密度比空气的密度大,欲收集一瓶干燥的氧气,应选用向上排空气法收集,选择的收集装置是D。
实验室用高锰酸钾制取氧气,可能用到的装置如下图所示。
(1)本实验可选用的发生装置为 (填字母)。
(2)写出高锰酸钾分解制取氧气反应的文字表达式: 。
(3)进行该实验并用排水法收集氧气,发现收集到的氧气不纯,分析可能的原因。
(4)实验过程中试管破裂,分析可能的原因。
【答案】
(1)A (2)高锰酸钾 锰酸钾+二氧化锰+氧气 (3)可能原因有:①一开始瓶内未装满水(或有气泡);②未等气泡连续均匀冒出就收集 (4)可能原因有:①试管外壁不干燥;②试管口没有向下倾斜;③没有用酒精灯外焰部分加热,试管底部碰到了灯芯等
【题型9】分解反应、化合反应综合
【典型例题】下列反应中既不属于化合反应又不属于分解反应的有( )
A.氨气+水+二氧化碳→碳酸氢铵
B.水氢气+氧气
C.蜡烛+氧气二氧化碳+水
D.镁+氧气氧化镁
【答案】C
【巩固训练1】下列既不属于化合反应,也不属于分解反应,但属于氧化反应的是( )
A.木炭+氧气(不足)一氧化碳
B.酒精+氧气水+二氧化碳
C.碳酸钙氧化钙+二氧化碳
D.氯化锌+硝酸银氯化银+硝酸锌
【答案】B
【巩固训练2】下列有关化学反应类型(涉及反应条件已经略去)的说法不正确的是 ( )
A.氯化汞汞+氧气(该反应是分解反应)
B.红磷+氧气五氧化二磷(该反应是化合反应)
C.碳酸钙+盐酸氯化钙+水+二氧化碳(该反应既属于分解反应,又属于化合反应)
D.石蜡+氧气二氧化碳+水(该反应既不属于分解反应,也不属于化合反应)
【答案】C
【解析】反应物是一种,生成物是两种,特征是“一变多”,属于分解反应,A正确;反应物是两种,生成物是一种,特征是“多变一”,属于化合反应,B正确;C和D的反应,既不属于分解反应也不属于化合反应,故C说法错误,D说法正确。
【巩固训练3】下列反应中既不属于化合反应又不属于分解反应的有( )
A.氨气+水+二氧化碳→碳酸氢铵
B.水氢气+氧气
C.蜡烛+氧气二氧化碳+水
D.镁+氧气氧化镁
【答案】C
写出下列反应的文字表达式,并判断其是化合反应还是分解反应。
(1)碱式碳酸铜加热后生成黑色固体、水以及一种能使澄清石灰水变浑浊的气体: 。
(2)铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体: 。
(3)电解水: 。
(4)磷在空气中燃烧生成白色固体: 。
【答案】
(1)碱式碳酸铜 氧化铜十二氧化碳十水 分解反应
(2)铁+氧气四氧化三铁 化合反应
(3)水 氢气 + 氧气 分解反应
(4)磷+氧气五氧化二磷 化合反应
【巩固训练5】化学反应类型是我们认识化学变化的重要知识:
(1)属于分解反应的是____________________;
(2)属于氧化反应的是____________________;
(3)属于化合反应的是____________________。
A.氢气+氧气水
B.碳+氧气二氧化碳
C.石蜡+氧气二氧化碳+水
D.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气
【答案】(1)D (2)ABC (3)AB
【解析】A.氢气+氧气水,该反应符合“多变一”的形式,符合化合反应的特征,属于化合反应;是物质与氧气发生的化学反应,属于氧化反应。
B. 碳+氧气二氧化碳,该反应符合“多变一”的形式,符合化合反应的特征,属于化合反应;是物质与氧气发生的化学反应,属于氧化反应。
C.石蜡+氧气二氧化碳+水,该反应的反应物和生成物均是两种,不符合“多变一”或“一变多”的形式,不属于化合反应、分解反应;是物质与氧气发生的化学反应,属于氧化反应。
D.高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气,该反应符合“一变多”的形式,符合分解反应的特征,属于分解反应;不是物质与氧气发生的化学反应,不属于氧化反应。
在下列各个变化中,属于物理变化的是 ;属于分解反应的是 ; 属于化合反应的是 。(填序号)
①磷在空气中燃烧
②分离液态空气制氧气
③向过氧化氢溶液中加入二氧化锰,得到水和氧气
④加热高锰酸钾制氧气
⑤我国航天员在空间站通过电解水获取氧气
【答案】② ③④⑤ ①
【题型10】氧气的性质与制取综合
【典型例题】[创新装置]下图是某班级项目学习小组的同学利用塑料瓶、吸管等生活用品设计出的简易供氧器。下列说法正确的是( )
A.反应仓的试剂可以是高锰酸钾
B.使用前,加湿仓应注满水
C.加湿仓类似于排水集气装置
D.加湿仓利用了氧气不易溶于水的物理性质
【答案】D
【解析】用高锰酸钾制取氧气需要在加热条件下进行,题图装置中发生的反应在常温下进行,因此反应仓的试剂不能用高锰酸钾;使用前,若将加湿仓注满水,由于氧气不易溶于水,氧气在排出时会带出一部分水被人体吸入,造成危险;加湿仓的作用之一是使氧气比较湿润,过程中不会排出加湿仓中的水,故选D。
【巩固训练1】小科的爸爸给患病的奶奶购买了一台“便携式制氧器”,其原理如图所示。小科通过阅读说明书,了解它的工作原理。下列说法不正确的是( )
A.要防止输出氧气的管道堵塞,避免引发安全事故
B.根据加湿仓中气泡产生速度,判断氧气排出的快慢
C.加湿仓利用氧气难溶于水的原理,使氧气湿润
D.该制氧器的反应仓相当于实验室制氧气的发生装置
【答案】C
【解析】输出氧气的管道堵塞,会导致装置内压强增大,可能引起爆炸,为避免引发安全事故,要防止输出氧气的管道堵塞,A正确;由于氧气不易溶于水,可以根据加湿仓中气泡产生速度,判断氧气排出的快慢,B正确;加湿仓利用的是氧气不易溶于水的原理,水可以除去氧气中的灰尘,同时带出水蒸气,使氧气湿润,C错误;该制氧器的反应仓能够产生氧气,相当于实验室制氧气的发生装置,D正确。
下列有关氧气的说法中,正确的是( )
A. 氧气能支持燃烧,是一种重要的燃料
B. 含有氧元素的物质都适合用于实验室制氧气
C. 分离液态空气制氧气是利用了液氮和液氧的密度不同
D. 潜水员随身携带氧气以便在水下工作
【答案】D
【巩固训练3】利用过氧化氢分解产生氧气的原理,小玲自制了一个家庭简易制氧机(如图)。
(1)写出过氧化氢分解制取氧气的文字表达式: 。利用可以上下抽拉的线绳,可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离,这样设计的优点是 (答出一点)。
(2)若想利用B装置监测产生氧气的速度,小组同学将B装置改进的措施是 (填字母)。
A.将a导管加长并伸入水面以下
B.将b导管加长并伸入水面以下
C.将a和b导管同时加长并伸入水面以下
【答案】(1)过氧化氢氢气+氧气 可以控制反应的发生与停止 (2)A
【解析】(1)利用可以上下抽拉的线绳,可以实现二氧化锰与过氧化氢溶液的接触与分离,这样设计的优点是可以控制反应的发生与停止;(2)若想利用B装置监测产生氧气的速度,需将a导管加长并伸入水面以下。
某化学兴趣小组的同学欲制取氧气并探究氧气的化学性质,请你帮助他们回答下列问题。
(1)写出标号仪器的名称:① 。
(2)实验室制取氧气的发生装置既可用A装置,也可用B装置,与A装置相比,B装置的优点是 。如果用F装置收集氧气,气体应从管 (填“a”或“b”)进入。
(3)一氧化氮是生命体系信号分子之一,在常温下,它难溶于水且不与水反应,易与氧气反应生成二氧化氮。实验室收集一氧化氮的装置可用 (填字母)。
(4)该小组同学利用制得的氧气,进行了如图所示的三个实验。
①实验二中,集气瓶底部加少量水的作用是 。
②通过上述实验探究,发现可燃物在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈。请从微观角度进行解释: 。
(5)实验结束后,同学们进行了以下反思,正确的是 (填字母)。
A.可根据反应物的状态和反应条件,选择适当的气体发生装置
B.可根据气体的密度(与空气密度相比较)和在水中的溶解性,选择气体的收集方法
C.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与很多物质发生氧化反应
【答案】
(1)集气瓶 (2)可以控制反应的速率 a (3)D (4)①防止高温熔融物溅落,使集气瓶底炸裂 ②单位体积内氧分子的数目多,更易与反应物的微观粒子发生接触(合理即可) (5)ABC
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